Weef het in een trui en je hebt een kledingstuk dat elektriciteit opwekt. Handig!

Het bijzondere garen is gemaakt van koolstofnanobuisjes. Dat zijn holle cilinders die gemaakt zijn van koolstof en ongeveer 10.000 keer smaller zijn dan een menselijke haar. De onderzoekers draaiden de koolstofnanobuisjes om elkaar heen om een sterk en lichtgewicht garen te verkrijgen.

Supercondensator
Om elektriciteit te kunnen genereren, moet het garen ondergedompeld of gecoat worden in een elektrolyt, dat kan bijvoorbeeld een mix van tafelzout en water zijn. “In feite zijn deze garens supercondensatoren,” legt onderzoeker Na Li uit. “In een gewone condensator gebruik je energie – bijvoorbeeld uit een batterij – om de condensator te laden. Maar in ons geval worden de garens – wanneer je ze in een elektrolyt-bad stopt – geladen door de elektrolyt zelf. Er is dus geen externe batterij nodig.”

Elektriciteit
Wanneer je het garen draait of uit elkaar trekt, neemt het volume van het koolstofnanobuisjes-garen af, komen de elektrische ladingen in het garen dichter bij elkaar te liggen en neemt de voltage die samen hangt met de lading die in het garen zit opgeslagen, toe, waardoor het mogelijk wordt om elektriciteit te genereren.

Spier
Experimenten tonen aan dat het bijzondere garen relevante hoeveelheden elektriciteit kan opwekken. De onderzoekers verbonden het garen bijvoorbeeld aan een kunstmatige spier die samentrekt en ontspant in reactie op temperatuur. Het garen zette de mechanische energie die door de spier gegeneerd werd om in elektriciteit.

WIST JE DAT…

…het nu ook al mogelijk is om een zonnebril energie op te laten wekken?

In een shirt
Tijdens een ander experiment naaiden de onderzoekers het garen in een shirt. Ademhalen zorgde ervoor dat het garen iets werd uitgerekt en een elektrisch signaal werd gegenereerd. Daarmee hebben de onderzoekers aangetoond dat het garen bijvoorbeeld gebruikt kan worden als een sensor die de ademhaling monitort en tegelijkertijd zichzelf van energie voorziet. “Elektronisch textiel is commercieel gezien heel interessant, maar hoe voorzie je het van energie? Elektrische energie genereren met behulp van menselijke bewegingen is één manier om batterijen overbodig te maken,” vertelt onderzoeker Ray Baughman.

Maar er zijn meer mogelijkheden. Zo blijkt uit experimenten dat het garen bijvoorbeeld ook heel goed werkt in oceaanwater (een natuurlijke elektrolyt). De onderzoekers hingen een tien centimeter lang stukje garen dat slechts 1 milligram woog tussen een ballon en een zinklood (dat op de bodem van de zee rustte). Elke keer als er een golf bij het garen aankwam, bewoog de ballon omhoog, waardoor het garen uitgerekt werd en elektriciteit werd gegenereerd. “Als onze energie-opwekkers goedkoper gemaakt kunnen worden, kunnen ze uiteindelijk in staat blijken om de enorme hoeveelheid energie die in golven in de oceaan zit, te gebruiken,” stelt Baughman. “Maar op dit moment zijn ze het meest geschikt voor het aandrijven van sensoren en communicatie tussen sensoren (…) slechts 31 milligram van koolstofnanobuisjes gemaakt garen kan de elektrische energie leveren die nodig is om een pakketje data van zo’n 2 KB over een straal van 100 meter elke 10 seconden uit te zenden.”

Wist je dat koolstofnanobuisjes ook gebruikt worden om het meest duistere materiaal ter wereld te produceren?